新元古代成冰纪（720-635 Ma）以全球性冰期事件而闻名。该时期冰期与显生宙冰期存在明显不同,主要表现为冰川发育规模巨大,延伸至中、低纬度地区以及短时间内气候变化十分剧烈。伴随这次全球性冰川事件,还发生了罗迪尼亚超大陆裂解和第二次大气氧含量开始增加等重要的环境事件。这一时期正好也是后生动物出现和真核生物大辐射阶段的前幕,环境和气候的剧烈波动可能对生命演化事件产生了潜在的影响。因此,开展新元古代成冰纪冰期古气候、古地理、古环境和古生物等相关研究,对认识和理解该时期极端气候环境和生物相互作用至关重要。近年来,国际成冰纪研究对冰川作用的发育规模和多期次性,以及沉积记录的等时性等问题都提出了新的认识,引发了对成冰纪冰期地层研究的关注和新思考。我国华南（扬子）地区南华系（成冰系）南沱组是分布最为广泛且稳定的成冰纪冰期地层。近年来,我国科学家对华南南沱组冰期地层开展了深入沉积学和地层学工作,并取得了许多重要认识和进展。扬子北缘神农架地区南沱组地层出露良好、岩石类型多样、沉积现象十分丰富,并有作为冰期期间“生命绿洲”关键证据的宏体藻类化石报道,这是至今全球成冰纪地层中唯一报道的宏体化石记录—宋洛生物群,是研究该时期环境和生物事件的理想地区。但目前对神农架地区南华纪冰期地层以及生物与环境关系研究还相对较薄弱,对南华纪地层格架以及“宋洛生物群”产出层位还存在争议,这阻碍了我们对成冰纪全球性冰期事件以及生物避难机制等关键问题的准确理解。本研究立足于野外基础地质工作和样品收集,结合室内从常规到新技术手段应用,对神农架地区南沱组地层环境事件信息进行提取。尝试引入第四纪以来冰川沉积物研究手段,通过对南沱组进行详细沉积学工作,识别出具体沉积环境和沉积物搬运机制。利用碎屑锆石和岩浆锆石定年开展物源分析,通过与周缘地质体对比识别冰川流向,最后结合以上数据分析南沱冰期动态演化过程。此外,对南沱组中的细碎屑岩夹层开展元素地球化学分析,利用铁组分、氧化还原敏感元素和古盐度等指标,探讨成冰纪全球冰期背景下,古海洋环境与生物避难之间关系。本研究获得以下主要认识:1.通过对神农架地区详细的野外地质调查和剖面测制工作,发现神农架地区南华纪地层序列自东向西显现出明显不同。在神农架西区小九湖-高桥河-下谷坪地区南华纪地层序列出露完整,自下而上包含古城组、大塘坡组和南沱组。中部木鱼地区南华系仅发育南沱组,南沱组直接覆盖于神农架群之上;神农架东部松柏镇地区,同样南华系仅发育南沱组,南沱组角度不整合于中元古代神农架群之上;对“宋洛生物群”产出层位进行详细追索,发现仅分布在宋洛剖面方圆2 km范围内。基于宋洛剖面南沱组中发育多个黑色页岩和泥岩层、黑色页岩夹层上下岩性特征相似、神农架地区大塘坡组只分布在神农架西区、以及黑色页岩具有极低的锰含量且不含盖帽碳酸盐岩层等原因,本文确认宋洛生物群的赋存层位为南沱组,而非大塘坡组。2.通过对神农架东区南沱组详细的冰川沉积学研究,识别出5种主要岩石类型,分别代表了不同的冰川沉积环境:块状杂砾岩（近缘冰海重力流相或冰下底碛冰碛岩相）、砾岩（近缘冰海重力流相）、含孤石砂岩（远缘冰筏相）、粉砂岩和黑色页岩（正常开阔海相）。从杂砾岩到粉砂岩或黑色页岩序列代表了完整的冰退序列。在最厚且相对完整的宋洛剖面（～300 m）,可以识别出三次主要的冰进-冰退旋回。根据沉积相分布和地层厚度,建立了神农架东高西低的古地理格局,推测南沱冰期古冰流从研究区东部向西推进。盆地内空间上南沱组快速的相变和地层厚度变化,归因于最大冰盛期冰盖对下伏地层侵蚀造成的古地形差异,以及冰川前缘的动态波动。宋洛地区含宏体藻类黑色页岩指示了正常海洋环境,由于沉积物供给少且受冰川影响作用小,水体环境透光清澈,为宏体藻类生存提供了有利条件,同时浅海环境中局部凹陷地形为宋洛生物群宏体藻类化石的保存提供了有利条件。3.对神农架东区南沱组开展系统的碎屑锆石U-Pb年龄测试和花岗岩砾石年代学工作,并与已有的周缘同时期的地质体锆石年龄数据进行比较,对南沱组冰川事件时间和期次进行了制约。结果显示:南沱冰期时限在～655-630 Ma,与华南其他地区所报道年龄相符。南沱组碎屑锆石年龄分布在时空上存在差异,宋洛剖面南沱组底部沉积碎屑物质主要来源于下伏的神农架群,以近源为主,上部南沱组序列与其他剖面上南沱组序列具有相似的源区,碎屑锆石年龄以新元古代锆石年龄为主,与扬子块体的其他地区一致。碎屑锆石年龄多维尺度分析表明,神农架南沱组碎屑锆石主要来源于崆岭地块,其次为武当地块,推测可能有不同方向冰原供给,由此,提出了多个冰中心的冰川模式。4.选取神农架宋洛剖面“宋洛生物群”产出层位黑色页岩和峡东青林口剖面南沱组泥岩夹层开展地球化学对比研究。宋洛剖面南沱组黑色页岩夹层铁组分和微量元素数据表明,该地区整体表现为氧化-贫氧状态,显示出较高初级生产力和正常海水盐度。青林口南沱组泥岩夹层数据整体表现为氧化状态,低的生产力和淡水-咸水环境特征。主微量元素特征显示宋洛剖面黑色页岩母岩以花岗岩为主,青林口剖面以中酸性和基性混和物源为主,两者都表现中等强度化学风化作用。宋洛生物群所在层位所显示的正常海洋盐度水平表明冰川远离沉积盆地,这种正常盐度、氧化的水体环境为宏体藻类避难提供了有利条件。而青林口剖面低的盐度组成则表明大量的冰川融水注入,虽然处于氧化浅海环境,但因位于冰川远端还未脱离冰川沉积体系,因此不利于生物生存,因而显示出极低的生产力。